继电保护整定计算软件的适用性研究

吴娟　郑广领

摘要：电力能源是我国的战略资源，电网系统的安全运行关系到企业的稳定生产和居民的正常生活，所以继电保护与整定工作的地位就凸显出来。文章参考了国际上开发继电保护与整定软件的教训和经验，通过文献调研和实际研究从保护装置定值、定值通知单、阶段保护措施三个方面研究了继电保护整定计算软件的适用性问题。

关键词：继电保护；整定计算软件；适用性；电力能源；电网系统 文献标识码：A

中图分类号：TM774 文章编号：1009-2374（2015）27-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.009

继电保护整定计算软件在通用性上还存在很多问题，地方电网在这一方面有着不同的应用方案，计算软件设计开发的难度大、周期长、维护难度大、软件操作性差。不同的人员工作习惯、方法、规则的适用性运用方法不同，这就导致了继电保护的通用性大大减低，软件设计开发人员未能充分考虑到不同的使用环境的差别和程序的传承性的问题，大量的核心代码未能得到共享和重复利用。

1 整定计算软件的功能

该领域的软件一般有四个功能：首先是网络拓扑模块，图形化管理是网络拓扑的主要趋势，采用范围广，这种执行操作界面通过图像来指引，减少了用户的操作难度，能够通过软件快速完成编辑、修改和绘图，有非常便捷的人机交互系统。其次，故障管理模块主要包括两个功能：（1）可供整定计算机使用的整体模块；（2）可供系统故障分析使用的功能，比如多重故障和接地故障等。但是只有该软件具备了高速计算的能力才可以使计算整定的功能正常发挥。再次，网络参数模块，主要对电网参数进行设定，方便了用户的输入，减少了出错率，所以网络参数的设定应具有数据一致性和输入方式多样化的特点。最后，该软件的整定计算模块，整定计算模块就是用来保护计算中的各项数据和定值，最后形成定值通知，按功能分，又包含定值通知单、保护定值、保护配合部分、组合和运行方式，其中运行和组合保证常规运行正确运算，现场操作人员的工作汇总和备份是靠定值通知单来完成。该软件工作的正常模式为自动模式，只有极端情况下才会有人工配合完成。

2 继电整定软件适用性低的原因

2.1 电网机构多样化，运行方式变化大

各个地区的电网运行方式和特性不同，继电保护的规格和类型不同，方案设计不一，从事整定计算的工程师具有不同的工作经历，采用不同的测量源，这些因素都在一定程度上影响了继电保护和整定软件的适用性，造成了继电保护软件的标准不统一、用户适用度不高的问题。

2.2 参数不健全，兼容性差

目前继电保护和整定软件不能很好利用其各个板块的参数管理，各个板块的功能不能很好地结合，导致现有模块不能很好地保持所有功能。另外，没有发挥计算机网络的优势，没有注意到电网系统的复杂性，不同厂家的设备应用不能通用，用户上手学习速度慢，设计出实用性和通用性都很好的电力保护系统才是现实中急需解决的问题。

3 整定计算的适应性研究

3.1 整定计算软件适应性的基础

继电保护计算的通用性是指管理系统应该适应不同的电网系统，对不同的电气设备都能起到不同的保护作用。对不同的检测原理和不同结构的保护设备进行保护，对不同的用户习惯进行保护，要满足上述要点，需要针对性地解决以下问题：（1）允许程序按照规定对电网的实际情况进行计算保护值；（2）可以计算不同保护设备的定值并进行计算这些设备定值需要的特定数据；（3）可以适应不同用户的不同要求，允许用户对设备运行范围进行改动。

下列数据一般会在继电保护中涉及较多：（1）关于电网一次的数据，系统运行模式、线路和电气设备的运行参数，记忆电压、电流互感器的变比；（2）关于配合定值的数据，如线路两端设备的保护中间抗阻的时间及定值，接地抗阻设备的时间以及定值，零序电流的时间及定值；（3）关于继电保护中配置的数据问题，继电保护中保护设备的定值数据；（4）关于各项数据的特征描述。保护订纸箱的级差、单位名称等。除了这些特征外，还有与位置相关的特征，在位置特征中有关于每个电力系统的位置和相关设备的运行信息，在相同的设备中数据也应当是相同的，可以按照不同设备特性及数据类型的让用户实现自定义设定和扩展。

3.2 整定计算软件适应性的途径

继电保护和整定的程序不仅要有合适的程序，还要有能处理继电保护全国程序的工作能力，继电保护工作过程复杂、环节多、难度大，系统信息的收集和再处理是不同步的，后续的保护和配合阶段定值，故障分析，特性数据的管理，保护装置的定值，定值管理和传送，缺少哪一个环节都会受到很大影响。数据保护要保证一致性。数据采用要具有一定的一致性、安全性和继承性。继电保护中很多的数据都是动态变化和继承的。用户操作环境必须具有便捷性，继电保护程序模块可以采用内嵌式的，多用图形增强直观感受，风格一致且稳定，更容易为客户学习和掌握。未来继电保护和整定软件的应用研发的重点有三个：

（1）网络化的软件系统，继电保护整定的网络化将大大提高电力系统的运行效率，减少运行错误；（2）电力整定的专家化，引入专家系统，让高级系统知识集成到一个网络数据库中，计算机模拟出继电整定人员的工作过程；（3）继电保护整定的仿真化，通过对电网运行中错误和故障模拟进行收集信息制定修复措施，保证了软件在实际运用中的连续性和可靠性。

3.3 整定计算软件适应性的关键

不确定性在继电保护中表现为运行方式、测量原理和各种保护设备的计算定值不同，所以在计算程序应用之前，关于计算的方法是待定的。虽然保护定值的计算待定，但是有一定的规律可以利用，表现在以下方面：遵循继电保护整定和配合的基本原则，计算保护中的两类配合：一个是配合定值；另一个是保护装置定值。过程大致是相似的。从根本上讲，要解决保护定值算法的通用问题，要定义一种用于继电保护整定的计算机高级语言，把数据收集、故障分析、图形整理和拓扑位置计算做成具有程序一样的简单命令，这样用户就可以轻松地根据自己的操作实际情况来编写程序和设定算法、程序中含有可以解释用户算法的解释器，实现保护定值的运算。专用的计算机语言可以和其他语言一样，能够进行流程控制和判断。故障程序的分析必须满足通用性的要求。

4 结语

继电保护整定计算软件是维护电力系统正常运转的重要组成部分，通过一整套运行良好的继电保护和整定软件可以实现降低运行成本、提高运行效率、保障运行安全的效果，对电力行业中电力保护整定工作人员是一个关键性的帮助。文章从运行方式、阶段保护等方面做出了研究，提出了解决方案。优点有以下四点：（1）该方案可以适用于不同的地区和不同的组合方法；（2）利用定义原则对整定计算中难以处理的程序进行精准判断以适应不同地区的计算特点，保护了不同电网下的微机整定；（3）适应能力强，具备自定义功能，在新定义、新原理出现的时候可以自动适应；（4）使用人员依据自己的喜好设定定值通知，大大减少程序开发者的不必要的工作量，提高了电网的经济和社会

效益。

参考文献

[1] 汪源生.基于Web的继电保护信息管理系统的开发和应用[J].电力系统自动化，2001，25（5）.

[2] 杨增力，段献忠，王友怀.输电线路接地距离保护整定计算方法[J].电力系统自动化，2006，30（8）.

[3] 王慧芳.继电保护整定计算软件中的若干问题分析

[J].继电器，2006，34（12）.

作者简介：吴娟（1981-），女，河南周口人，国网河南省电力公司周口供电公司工程师，研究方向：继电保护。

（责任编辑：周 琼）